Slnečné dni k letu patria, no so slnečným žiarením je to tak ako takmer so všetkým. Je prospešné iba do určitej miery a za istou hranicou už škodí. Ako sa dá chrániť pred jeho negatívnymi účinkami?
Je známe, že škodlivé účinky slnečného svetla sa niekedy končia aj smrťou. Tento prípad reprezentujú napríklad nebezpečné kožné melanómy s vysokou tendenciou vytvárať metastázy. Poškodenia kože sa, samozrejme, nemusia končiť tak tragicky, no aj tak sú viac alebo menej nepríjemné. Zahrnujú pomerne veľké spektrum zmien na koži, ktoré sa podieľajú na tzv. fotostarnutí kože. Môžeme sa im vyhnúť tak, že zabránime dostať sa k povrchu našej kože tej najnebezpečnejšej časti slnečného svetla, ktorou je UV žiarenie.
Minulosť…
Približne až do začiatku 20. storočia väčšina ľudskej populácie prežila celý svoj život na tom istom mieste. Často to boli dokonca aj celé generácie, ktoré sa nikdy nepohli z relatívne úzko ohraničeného kúska zeme. Takmer výhradne to platilo pri tých komunitách, ktoré boli viazané na pôdu, o niečo menej u zberačov plodín a pastierov. Aj v týchto prípadoch však tieto presuny boli zo súčasného pohľadu zväčša zanedbateľné čo do rýchlosti aj vzdialenosti. V oblastiach s veľkou intenzitou slnečného žiarenia sa preto vďaka tomu mali čas prispôsobiť buď svojím oblečením zahaľujúcim celé telo, prípadne aj tvár, alebo ich k tomu evolúciou vybavila sama príroda ochrannou farbou pokožky.
… a súčasnosť
Súčasná situácia je už úplne iná. Ľudia sa presúvajú v priebehu veľmi krátkeho času do vzdialených miest s výrazne odlišnou intenzitou slnečného svetla, takže ich pokožka nie je zvyčajne na túto situáciu pripravená. Týka sa to predovšetkým zmeny z nízkej do vysokej úrovne slnečného žiarenia. Typickým príkladom je letecký presun zo severnej Európy v zimnom období do slnečných letných oblastí na južnej pologuli.
V tomto ohľade môžeme mimoriadne dramatickú zmenu dosiahnuť aj inak. Napríklad tak, že v priebehu niekoľkých minút sa lanovkou vyvezieme v čase zimnej alebo jarnej inverzie z podhorskej obce nad úroveň oblakov, kde sme vystavení nielen priamemu slnečnému žiareniu, ale aj svetlu odrazenému od snehu alebo ľadu.
Šok pre našu pokožku môže znamenať aj to, že po tom, čo sme ju trištvrte roka nechali na pokoji, vystavíme ju v prvý letný deň niekoľkohodinovému ožarovaniu. Dermatológovia tvrdia, že takéto excesy majú počas nášho života na našu pokožku kumulatívny dosah, čo znamená, že aj keď sa na slnku spálime a následne sa z popáleniny dostaneme, naša koža si to bude pamätať v podobe skoršieho nástupu trvalých degeneratívnych zmien.
V čom tkvie problém
Problém spočíva v tom, že v súčasnosti chceme využívať všetky výhody slnečného svetla, ale zároveň by sme sa radi vyhli jeho negatívnym účinkom. Preto často odmietame najúčinnejšiu ochranu, ktorou je vhodné oblečenie. Radšej sa teda v lete radi škvaríme v plavkách na slnku a od vedy chceme, aby tento nepríjemný problém vyriešila. Nie však hocijako, ale tak, aby nás ochrana obťažovala čo najmenej a zároveň, aby bola takmer neviditeľná.
Takže úloha pre vedcov a kozmetické firmy bola vymyslieť čo najtenšiu vrstvu, ktorá by zároveň bola transparentná pre viditeľné svetlo, ale pre UV oblasť slnečného žiarenia by bola nepriestupná. Okrem toho by mala byť na pokožke ako tak stabilná, teda pri kúpaní by sa nemala hneď uvoľniť, nemala by sa na koži rozkladať, prenikať cez ňu a hlavne by nemala byť toxická. To zahrnuje aj prípad tzv. fototoxicity, keď sa látka stáva toxickou v dôsledku jej rozkladu alebo inej zmeny zapríčinenej slnečným žiarením.
Riziká
Najnebezpečnejšou časťou slnečného žiarenia je neviditeľná ultrafialová časť. Jej žiarenie prináleží do oblasti vlnových dĺžok kratších, ako má viditeľné svetlo, takže je v porovnaní s ním energeticky bohatšie. S tým súvisia aj jeho vyššie riziká vo vzťahu k fotostarnutiu kože. Napriek tomu, že celá oblasť UV svetla poškodzuje kolagén, hlavnú bielkovinu tvoriacu pokožku, z hľadiska uvedených rizík, nie je zďaleka homogénna. Vo všeobecnosti platí, že so zmenšovaním vlnovej dĺžky svetla sa tieto riziká zvyšujú. Nie je to však také jednoduché, pretože jednotlivé molekuly tvoriace bunky a tkanivá sú selektívne citlivé na určité vlnové dĺžky, takže v užších rozmedziach vlnových dĺžok to platiť nemusí.
Ultrafialová oblasť sa delí na tzv. UVA oblasť s vlnovou dĺžkou 315 až 400 nm, UVB s vlnovou dĺžkou 280 až 314 nm, UVC s vlnovou dĺžkou 10 až 279 nm. Prvá z nich je zodpovedná najmä za dlhodobé poškodenia kože (napr. v podobe vrások), druhá za popáleniny a v dôsledku poškodzovania DNA aj za rakovinu kože. V prípade UVC žiarenia sú karcinogénne a mutagénne účinky najvyššie. Našťastie sa pohlcovanie UV svetla zemskou atmosférou výrazne zvyšuje so zmenšovaním jeho vlnovej dĺžky.
To však neznamená, že by sme UVC žiarenie mali podceňovať ignorovaním ozónového spravodajstva. Dôležité je to najmä vtedy, keď sa chystáme do hôr. Dobrou správou je, že napriek uvedeným negatívam slnečné UV žiarenie môže prospievať pri liečení rôznych chorôb a ničením rôznych mikroorganizmov vo vzduchu aj pri šírení tých infekčných. Tu tiež platí, že všetko je vecou miery.
UV absorbéry
Modernú formu ochrany proti UV žiareniu predstavujú kozmetické prípravky s obsahom tzv. UV absorbérov. Tvoria ich tri skupiny látok: organické, anorganické a kombinované. Posledné obsahujú zároveň organickú aj anorganickú zložku. Ich hlavnou vlastnosťou je, že na rozdiel od väčšiny látok absorbujú pomerne širokú oblasť UVA a UVB žiarenia.
Organických UV absorbérov je pomerne veľa a v jednom opaľovacom prípravku je ich zvyčajne súčasne niekoľko. Súvisí to s tým, že napriek ich širokospektrálnosti nedokáže iba jedna z nich obe UV pásma pokryť. Všetky sú rozpustné v olejoch a tukoch.
Na rozdiel od organických absorbérov anorganické UV absorbéry zastupujú iba dve vo vode nerozpustné látky, oxid titaničitý (TiO2) a oxid zinočnatý (ZnO). Obe sú známe skôr ako biele pigmenty používané v rôznych náterových hmotách, plastoch, keramike, glazúrach a mnohých iných výrobkoch. (Oxidu titaničitému boli venované články v Quarku 12/2020 a 10/2021.)
Obe skupiny UV absorbérov využívajú iný princíp. V prípade tých organických je absorpcia UV žiarenia špecifickou vlastnosťou ich jednotlivých molekúl. Pri anorganických je to vlastnosť častíc týchto práškov. Tu možno pripomenúť, že vo všeobecnosti pri interakcii častíc so svetelným žiarením dochádza k odrazu, rozptylu a absorpcii svetla. Aký je vzájomný pomer týchto javov, závisí od vlnovej dĺžky svetla, veľkosti a tvaru častíc a od prostredia, v ktorom sa častice nachádzajú.
Výhody nanočastíc
V prípade rutilu, ktorý je preferovanou formou TiO2 v týchto prípravkoch, maximálnu absorpciu UV žiarenia možno dosiahnuť s časticami s veľkosťou 30 až 120 nm. Ide teda o nanočastice. Výhodou takýchto malých častíc je aj to, že vzhľadom na hmotnostnú jednotku dokážu pokryť výrazne väčšiu plochu ako veľké častice. Takže na pláž nemusíte nosiť kilové balenia opaľovacieho krému.
Po prečítaní článku o najbelšom bielom pigmente – oxide titaničitom (pozri Quark 12/2020) by možno niekomu napadlo, či by ako UV ochranu nebolo možné použiť práve ten. Odpoveď vyplýva zo skutočnosti, že kým pigmentové formy TiO2 sa vyznačujú priemernou a zároveň konštantnou absorpciou svetla v celej UV a viditeľnej oblasti, tak pri UV absorbéri je pohlcovanie svetla vo väčšine viditeľnej časti spektra veľmi nízke a prudko začína narastať až pod hranicou 420 nm. Hodnoty pigmentového TiO2 začne prudko prekračovať pod hranicou asi 370 nm.
Dôležitý ochranný faktor
UV absorbéry však väčšinou tvoria menej ako desať hmotnostných percent kozmetických prípravkov. Ďalšie zložky majú rôzne funkcie, no tiež majú vplyv aj na absorpciu, rozptyl a odraz UV žiarenia. Tzv. ochranný faktor (OF), resp. SPF (Sun Protection Factor), ktorý je najdôležitejším parametrom týchto prípravkov, je teda konečným výsledným efektom jednotlivých zložiek kompozícií. Ten hovorí o tom, koľkokrát dlhšie môže byť človek na slnku pri aplikácii prípravkov v porovnaní so situáciou, keď nimi pokožku chránenú nemá. Má sa tým na mysli rovnaká expozícia UV žiarenia na takto chránenú a nechránenú pokožku. Nárast pohlcovania UV žiarenia v závislosti od hodnoty OF je krivka s prudkým nárastom do hodnoty približne OF 5. Ďalší nárast sa výrazne spomaľuje so zvyšujúcou sa hodnotou OF, no už pri hodnote 32 redukuje UV žiarenie na približne 2 % pôvodnej úrovne.
Napriek nepochybne veľkému pokroku vo vývoji kozmetických opaľovacích prípravkov je rozumné nespoliehať sa iba na ne. Platí to predovšetkým u malých detí. Tradičných prostriedkov ochrany máme dosť. Nemusíme sa pri tom uchyľovať k tým najstarším, napríklad natieraním sa hrubou vrstvou železitých ílov.
Text a foto prof. Ing. Karol Jesenák, CSc.
